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Dureza Vickers
Prof. Tecg° Elton Ricardo
Dureza Vickers
História
Introduzida em 1925 por Smith e Sandland, tem o nome Vickers por
que a máquina mais conhecida para operar a dureza foi produzida pela
empresa Vickers Armstrong. A dureza Vickers possibilita medir qualquer
valor de dureza, desde os materiais mais duros até os mais moles.
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
A dureza Vickers se baseia na resistência que o material oferece
à penetração de uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo
entre faces de 136º, sob uma determinada carga.
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
O valor de dureza Vickers (HV) é o quociente da carga aplicada
(F) pela área de impressão (A) deixada no corpo ensaiado.
Essa relação, expressa em linguagem matemática é a seguinte:
Conhecendo as medidas das diagonais, é possível calcular a área da
pirâmide de base quadrada (A), utilizando a fórmula:
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
Voltando à fórmula para cálculo da HV, e substituindo A pela
fórmula acima, temos:
Na fórmula anterior, a força deve ser expressa em quilograma- força
(kgf) e o “d” corresponde à diagonal média, ou seja:
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
A máquina que faz o ensaio Vickers não fornece o valor da área
de impressão da pirâmide, mas permite obter, por meio de um
microscópio acoplado, as medidas das diagonais (d1 e d2) formadas
pelos vértices opostos da base da pirâmide.
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
Por exemplo, para encontrar o valor de dureza Vickers de um
material que apresentou 0,24mm e 0,26mm de medida de diagonal da
impressão, após aplicação de uma força de 10 kgf, basta utilizar as
fórmulas apresentadas.
Primeiro, é preciso calcular o valor da diagonal média, que
corresponde a:
Dureza Vickers
Cálculo da dureza
Agora, só falta substituir os termos da fórmula de cálculo de
dureza pelos valores conhecidos e fazer os cálculos:
Assim, ficamos sabendo que o valor de dureza Vickers (HV) para o
material ensaiado é 296,7.
Dureza Vickers
Representação do resultado
A dureza Vickers é representada pelo valor de dureza, seguido do
símbolo HV e de um número que indica o valor da carga aplicada.
No exemplo anterior, a representação do valor da dureza é: 296,7 HV 10.
A representação 440 HV 30 indica que o valor da dureza Vickers é 440 e que a
carga aplicada foi de 30 kgf .
O tempo normal de aplicação da carga varia de 10 a 15 segundos.
Quando a duração da aplicação da carga é diferente, indica-se o tempo de
aplicação após a carga.
Por exemplo, na representação: 440 HV 30/20, o último número indica que a
carga foi aplicada por 20 segundos.
Dureza Vickers
Exemplo
Como você representa uma dureza Vickers 108, obtida num
ensaio em que foi aplicada uma força de 5 kgf por 10 segundos?
• Resposta: ...............................
Como 10 segundos está dentro do tempo normal de carga, você deve
ter representado: 108 HV 5.
Dureza Vickers
Cargas usadas
Neste método, ao contrário do que ocorre no Brinell, as cargas podem ser
de qualquer valor, pois as impressões são sempre proporcionais à carga, para um
mesmo material.
Deste modo, o valor de dureza será o mesmo, independentemente da carga utilizada.
Por uma questão de padronização, as cargas recomendadas são: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30,
40, 60, 80, 100, 120 kgf .
Para cargas muito altas (acima de 120 kgf), em vez do penetrador de pirâmide de
diamante pode-se também usar esferas de aço temperado de 1 ou 2mm de
diâmetro na mesma máquina.
Neste caso, o ensaio feito na máquina Vickers é o ensaio de dureza Brinell.
Dureza Vickers
Maquina de ensaios Vickers
Dureza Vickers
Microdureza
Para aplicações específicas, voltadas principalmente para
superfícies tratadas (carbonetação, têmpera) ou para a determinação de
dureza de microconstituintes individuais de uma microestrutura, utiliza-
se o ensaio de microdureza Vickers.
A microdureza Vickers envolve o mesmo procedimento prático que o
ensaio Vickers, só que utiliza cargas menores que 1 kgf .
A carga pode ter valores tão pequenos como 10 gf .
Dureza Vickers
Microdureza
Na microdureza, como a carga aplicada é pequena, a impressão
produzida é microscópica, como mostra a figura abaixo, ampliada 50x.
Dureza Vickers
Brinell x Vickers
• O ensaio Vickers produz valores de impressão semelhantes aos da
dureza Brinell.
• Isso ocorre porque o ângulo de 136º da ponta de diamante produz
uma impressão que mantém a relação ideal de 0,375 entre o
diâmetro da calota esférica (d) e o diâmetro da esfera do
penetrador Brinell (D), seja qual for a carga aplicada.
Dureza Vickers
Brinell x Vickers
• O uso de cargas diferentes é necessário para se obter uma
impressão regular, sem deformação e de tamanho compatível com o
visor da máquina.
Dureza Vickers
Defeitos de impressão
• Uma impressão perfeita, no ensaio Vickers, deve apresentar os lados
retos.
Dureza Vickers
Defeitos de impressão
• Quando ocorrem esses defeitos, embora as medidas das diagonais
sejam iguais, as áreas de impressão são diferentes.
Dureza Vickers
Defeitos de impressão
• Como o cálculo do valor de dureza Vickers utiliza a medida da média
de duas diagonais, esses erros afetam o resultado da dureza:
• teremos um valor de dureza maior do que o real nos casos de
afundamento e um valor de dureza menor do que o real, nos casos
de aderência.
• É possível corrigir esses defeitos alterando-se o valor da carga do
ensaio para mais ou para menos, dependendo do material e do tipo
de defeito apresentado.
Dureza Vickers
Vantagens
• O ensaio Vickers fornece uma escala contínua de dureza, medindo
todas as gamas de valores de dureza numa única escala.
• As impressões são extremamente pequenas e, na maioria dos casos,
não inutilizam as peças, mesmo as acabadas.
• O penetrador, por ser de diamante, é praticamente indeformável.
• Este ensaio aplica-se a materiais de qualquer espessura, e pode
também ser usado para medir durezas superficiais.
Dureza Vickers
Limitações
• Devem-se tomar cuidados especiais para evitar erros de medida ou de
aplicação de carga, que alteram muito os valores reais de dureza.
• A preparação do corpo de prova para microdureza deve ser feita,
obrigatoriamente, por metalografia, utilizando-se, de preferência, o polimento
eletrolítico, para evitar o encruamento superficial.
• Quando se usam cargas menores do que 300 gf , pode haver recuperação elástica,
dificultando a medida das diagonais.
• A máquina de dureza Vickers requer aferição constante, pois qualquer erro
na velocidade de aplicação da carga traz grandes diferenças nos valores de
dureza.
